SBS改性沥青再生废旧聚氨酯混凝土的配制及旧料掺量的影响评价

聚氨酯混凝土是一种新型铺装材料,研究废旧聚氨酯混凝土的再生利用对该材料的推广应用意义重大。首先,通过聚氨酯混凝土室内模拟老化制备了RPC;其次,选用0%、25%、30%、35%、40%、45%和50%7种RPC掺配比例配制了AC-13型SBS改性沥青再生废旧聚氨酯混凝土;再次,对不同RPC掺量下的SBS改性沥青再生RPC进行了路用性能评价;最后,对SBS沥青-石灰岩、SBS沥青-老化聚氨酯和老化聚氨酯-石灰岩3种界面的黏附性能进行了测试,对比分析了RPC对路用性能影响的成因。结果表明,除50%RPC掺量的SBS改性沥青再生RPC外,其余6种RPC掺量的均满足相关技术要求,且随RPC掺量的增加,其高温性能减弱而低温性能和水稳定性增强;SBS沥青-老化聚氨酯和老化聚氨酯-石灰岩的界面黏附性能优于SBS沥青-石灰岩。

丁基脱硫橡胶改性沥青的制备与性能研究

用丁基脱硫橡胶(R-IIR)对沥青进行改性,制备了丁基脱硫橡胶改性沥青。通过常规物理指标、高温流变、荧光显微、傅里叶红外光谱和玻璃化转变温度测试对沥青路用性能和微观结构进行分析。结果表明,随着R-IIR掺量的增加,改性沥青软化点、135℃黏度和175℃黏度逐渐增大,但当掺量>35%后,软化点开始减小,结合感温性能和储存稳定性能的分析,确定R-IIR的最佳掺量为35%;R-IIR的加入大幅提高了沥青的高温稳定性;随着掺量的增加,R-IIR在沥青中的溶解是从简单溶胀到逐渐形成具有刚性网络结构的过程,掺量>35%后,在沥青中分散不均匀,并析出。R-IIR对沥青的改性过程中不仅存在简单的物理变化,还伴随着R-IIR交联键断裂后与沥青重组的化学变化,R-IIR的加入使沥青玻璃化转变温度升高。

掺蔗渣纤维橡胶沥青再生混合料路用性能研究

针对沥青混合料回收料、废旧轮胎胶粉、蔗渣纤维潜在的资源价值,探索多种固废协同利用具有一定的现实意义。该文通过研究蔗渣纤维的微观结构及热特性,进行掺蔗渣纤维橡胶沥青再生混合料的配合比设计、路用性能评价及试验段铺筑与观测。结果表明:蔗渣纤维具有多层纤维壁的空心管腔结构,有利于吸附混合料中的自由沥青,增强蔗渣纤维与沥青之间的黏附性;蔗渣纤维与木质素纤维热重曲线基本一致,但在热失重的第二阶段,蔗渣纤维呈现出双峰结构,木质素纤维表现为单峰形状;掺加蔗渣纤维后,橡胶沥青再生混合料动稳定度值提高了约24.6%,低温弯曲破坏应变值提高了约19.3%,浸水马歇尔残留稳定度和冻融劈裂残留强度比分别提高了约4.7%、8.6%,铺筑的试验段使用状况良好。整体而言,蔗渣纤维对于改善橡胶沥青再生混合料的路用性能具有一定的功效,提升了混合料的抗变形能力,增强了集料的骨架效果,提高了混合料整体结构强度和韧性。

高掺量改性RAP热再生沥青混合料低温抗裂性能宏微观机理

旨在研究再生剂和改性剂提升高掺量沥青混合料回收料(reclaimed asphalt pavement,RAP)热再生沥青混合料低温抗裂性能的宏微观机理,进而弥补其低温抗裂性能不足的显著缺陷,设计了3种改性剂配比方案(8%再生剂1、8%再生剂2、4%再生剂2+4%改性剂),开展了高掺量改性RAP热再生沥青混合料室内小梁弯曲试验,分析了混合料的宏观断裂行为特征,进而基于近场动力学理论建立了相应的数值模型,揭示了混合料内部裂纹萌生与扩展的微观机理以及不同改性剂的作用机理。结果表明,双外加剂(再生剂和改性剂)配比下高掺量RAP再生沥青混合料的破坏应变、劲度模量、应变能密度等低温抗裂性能指标均优于单独使用再生剂,近场动力学理论可较好地模拟再生沥青混合料的低温开裂行为;再生剂可显著提升旧沥青界面处的黏结能力,再生剂1使试件底部应力分布更为均匀,再生剂2恢复旧沥青黏结能力的效果更优;而改性剂则提升沥青的整体性能,且对新沥青的性能提升更加明显;相较于单独使用再生剂,双外加剂可恢复旧沥青性能并提升沥青整体的黏性,有效弥补高掺量RAP再生混合料低温抗裂性能不足的缺陷。

短期老化法制备RAP的再生沥青混合料路用性能

为研究再生沥青混合料的路用性能,采用短期老化法模拟苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene butadiene styrene,SBS)改性沥青、岩沥青(rock asphalt,RA)改性沥青混合料的老化,将老化后的材料作为废旧沥青混合料(reclaim asphalt pavement,RAP),制备SBS再生沥青、RA再生沥青、普通再生沥青混合料,对比研究三者和普通AC-20沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、抗车辙性及水稳定性。试验结果表明:2种改性再生沥青混合料的高温动稳定度相近,优于其他2种沥青混合料;AC-20混合料的低温性能最佳,略高于2种改性再生沥青,普通再生沥青的低温性能最差;改性再生沥青的汉堡车辙试验性能优于其他2种沥青混合料,普通沥青混合料的车辙深度出现拐点。改性再生沥青混合料的低温性能和水稳定性未明显劣化,高温性能与常规再生沥青混合料相当,满足沥青混合料的性能要求。

再生橡胶粉改性沥青性能的变化

以再生橡胶粉为改性剂,制备橡胶沥青。通过沥青基本性能、旋转黏度和高低温流变实验,分析剪切时间对橡胶沥青性能指标变化的影响规律,明确性能变化的作用机理。结果表明,总体上随着剪切时间的延长,橡胶沥青针入度与延度逐渐增大,软化点及弹性恢复率逐渐降低;可通过悬浮体系理论解释橡胶沥青旋转黏度随着剪切时间延长呈现下降趋势的变化机理;高低温流变实验表明,延长剪切时间不利于橡胶沥青的高温稳定性,但会改善其低温性能。

废旧橡塑改性沥青及混合料的技术性能研究

利用自主研发的废旧橡胶塑料复合改性剂制备了废旧橡塑改性沥青,通过室内试验评价了废旧橡塑改性沥青的技术性能.在此基础上,以废旧橡塑改性沥青作为胶结料制备了AC-13型沥青混合料,测试了其高温性能、低温性能、水稳定性和疲劳性能,并与山东省常用的SBS改性沥青和橡胶改性沥青技术性能进行了对比.结果表明:废旧橡塑改性沥青及其沥青混合料具有高温稳定性和水稳定性优势,低温性能介于橡胶改性沥青和SBS改性沥青之间,疲劳性能接近SBS改性沥青.利用废旧橡胶和废旧塑料的各自优势对沥青进行复合改性,在提高沥青混合料路用性能方面具有发展潜力.

乳化沥青冷再生沥青混合料的研究

采用CAVF法进行冷再生混合料级配设计,采用普通乳化沥青、SBR改性乳化沥青和自行研制的乳化SBS改性沥青对广深高速公路旧路面回收料(RAP)进行了冷再生室内对比试验研究,试验结果表明乳化SBS改性沥青冷再生混合料性能优于其它两种类型乳化沥青冷再生混合料.同时,在旧料评价过程中,提出了细度模数比这一新的量化评价指标以评价旧料的结团状况.研究表明,细度模数比与旧料和再生混合料性能指标密切相关,对于旧料质量控制和再生混合料配合比设计具有较大的工程意义.

废胶粉/再生低密度聚乙烯复合改性沥青研究

依据正交试验原理,以废轮胎橡胶粉(WTR)和再生低密度聚乙烯(RPE)为改性剂,采用高速剪切法制备了不同工艺条件(剪切温度、剪切时间、剪切速率)下的WTR/RPE复合改性沥青.以针入度、软化点、延度为评价依据,确定了WTR/RPE复合改性沥青的最佳工艺,并进一步对WTR/RPE复合改性沥青的性能进行了评价.结果表明:最优的工艺参数为剪切温度180℃,剪切时间90min,剪切速率5 000r/min;复合改性沥青的针入度减小,软化点和黏度增大.WTR和RPE的建议掺量(均以沥青质量计)分别不宜超过15%和4%.

改性乳化沥青-水泥就地冷再生混合料性能研究

为了评价改性乳化沥青-水泥就地冷再生混合料的性能,应用了就地冷再生混合料的配合比设计程序,包括原材料选择、级配设计和性能评价。专用于就地冷再生的改性乳化沥青采用了复配技术和改性剂SBR胶乳,新集料用于调整RAP级配,基于不同改性乳化沥青和水泥含量的性能试验,确定了最佳改性乳化沥青和水泥含量;同时,对通车1 a后的再生路面进行了跟踪观测,推荐了用作面层的乳化沥青就地冷再生混合料的性能评价标准。结果表明,改性乳化沥青-水泥就地冷再生混合料具有较好的强度性能、水稳定性和高温稳定性,实践表明就地冷再生是一种经济有效的养护方式,具有明显的经济效益和社会效益。

橡胶粉改性的乳化沥青冷再生混合料强度特性及路用性能研究

为研究橡胶粉改性乳化沥青和橡胶粉掺量对冷再生混合料强度特性和路用性能的影响,探究橡胶粉改性沥青用于冷再生混合料的可行性,并将其与普通乳化沥青和SBS改性乳化沥青进行了对比,基于乳化沥青冷再生混合料早期强度、力学性能和路用性能要求,确定了适宜的橡胶粉掺量。室内试验结果表明:采用废橡胶粉制备改性乳化沥青是可行的,相比SBS改性乳化沥青,橡胶粉改性乳化沥青具有良好的储存稳定性,且具有更高的柔韧性和弹性。橡胶粉改性乳化沥青可大幅度提高冷再生混合料的路用性能,尤其是显著改善了冷再生混合料的低温抗裂性和抗疲劳耐久性。工程实践证明,橡胶粉改性乳化沥青冷再生混合料摊铺完成4天后即可钻出完整芯样,显著改善了冷再生混合料的早期强度。

乳化沥青就地冷再生技术在江苏省干线公路中的应用

介绍了国内外就地冷再生技术的应用现状,通过PCI和SSI指标评价了旧路状况;研究了作为面层的乳化沥青就地冷再生混合料的配合比设计并进行了路用性能试验;确定了最佳乳化沥青用量和水泥用量;通过国外先进的就地冷再生机组的工程应用总结了施工工艺。研究表明就地冷再生是一种有效的沥青路面养护方式。

再生SBS改性沥青的老化性能研究

为研究再生SBS改性沥青不同老化时间的老化程度和老化速率,以及与新SBS改性沥青的差异性,建立了再生SBS改性沥青和新SBS改性沥青的非线性微分老化方程,通过测定再生SBS改性沥青和新SBS改性沥青在不同TFOT老化时间后的粘度、针入度、软化点和延度指标,计算得到老化参数,根据老化方程和老化参数分析了再生SBS改性沥青的老化性能。研究结果表明,在老化初期,除延度外,再生SBS改性沥青的各项性能均比新SBS改性沥青衰减迅速,但在长时间老化后,2种沥青的各项性能趋于相同。

脱硫胶粉在乳化改性沥青中的应用

考察了不同规格胶粉及不同脱硫程度的脱硫胶粉对橡胶改性乳化沥青性能的影响,结果表明,采用100目胶粉即可制备出橡胶改性乳化沥青,但乳化沥青的性能较差;采用活化度为50%左右的100目脱硫胶粉制备乳化沥青时,脱硫胶粉的用量相比于胶粉可大幅提高;在通过外掺100目50%左右活化度的脱硫胶粉(质量分数15%,以沥青计,下同)和质量分数2%的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性的乳化沥青中添加质量分数1%的丁苯胶乳,所制备橡胶改性乳化沥青无筛上剩余物,5 d储存稳定性为2.9%,蒸发残留物的25℃针入度、软化点和5℃延度分别为55 (0.1 mm)、64.5℃和22.5 cm,能够满足乳化改性沥青的技术指标要求。

高比例RAP掺量橡胶热再生混合料路用性能与改性机理研究

为改善高比例RAP掺量（RAP掺量≥25%）热再生混合料的低温抗裂性和抗疲劳耐久性,提高RAP的掺配比例,研究了不同橡胶粉掺量（12%、14%、16%）和RAP掺量（30%、40%、50%）条件下纤维橡胶热再生混合料的工厂化生产参数和路用性性能,并进行了试验路铺筑。试验结果表明,掺加纤维和橡胶沥青可提高普通热再生混合料的高温稳定性,尤其是低温抗裂性和抗疲劳耐久性改善程度纤维橡胶改性热再生混合料性能可用于表面层,其经济效益和社会效益显著。推荐用于纤维橡胶沥青热再生混合料的适宜橡胶粉掺量为14%~16%。纤维和橡胶沥青对高比例热再生混合料的改性机理在于橡胶沥青增加了新旧沥青的融合程度,增强了老化沥青的活性和柔性,聚酯纤维在热再生混合料共混体中通过吸附稳定作用、纤维界面增强作用、加筋阻裂作用显著提高了热再生混合料的低温抗裂性和抗疲劳耐久性。

基于常规、疲劳与愈合-疲劳试验的沥青再生性能研判

为充分认知RAP废旧沥青再生性能,分别借助常规力学性能试验、疲劳性能试验和疲劳-愈合-疲劳性能试验,针对不同老化程度废旧基质沥青和废旧SBS改性沥青添加4%~12%再生剂进行评价,并对比探讨不同评价方法及其特征指标的再生规律。结果表明:当再生剂掺量以2%幅度增加时,再生基质沥青和再生SBS改性沥青各项常规力学性能指标呈线性或多项式函数逐步恢复,而复数剪切模量G^(*)和疲劳寿命N_(f)基本以均等程度发生衰减,愈合指数HI以10%~30%增幅显著提高。其中,再生剂对废旧基质沥青和长期老化沥青的改善效应明显分别高于废旧SBS改性沥青和短期老化沥青,并且在应力控制模式下,各项行为结果的变化规律均较应变模式下清晰。以原样沥青为性能还原基准,当采用疲劳性能试验评价时,所需再生剂掺量最多,在12%及以上;当采用常规力学性能试验评价时,所需再生剂掺量居中,在10%~12%及以上,选择高温性能指标进行研判时可取下限值;当采用疲劳-愈合-疲劳性能试验评价时,所需再生剂掺量最少,在8%~12%区间内。推荐采用疲劳-愈合-疲劳试验替代疲劳性能试验,并采用及愈合指数HI替代G^(*)和N_(f)研判再生沥青流变力学性能恢复情况。

高RAP掺量厂拌温再生SMA-16混合料耐久性试验研究

为了解决热再生旧料加热温度过高碳化、送料通道堵塞、RAP掺量不高,并充分利用SMA路面的残余强度,提高路面结构的长期使用性能。进行了再生SMA—16混合料路用性能研究和试验路铺筑,基于车辙、低温弯曲、冻断、浸水马歇尔、冻融劈裂和四分点加载疲劳试验研究了30%、40%、50%RAP掺量的温再生SMA混合料路用性能,探讨了废旧SMA沥青路面材料高效温拌再生技术的可行性。试验结果表明,随着RAP掺量增大,再生SMA混合料高温稳定性提高,而低温抗裂性和抗疲劳耐久性随RAP掺量增大而降低,低温抗裂性是制约增大RAP掺量的技术瓶颈。RAP掺量小于30%时,再生SMA混合料的各项路用性能均满足现行施工规范技术要求,掺加30%再生料后SMA混合料疲劳性能在各应变水平下降低幅度较小,但RAP掺量达到50%后SMA混合料疲劳寿命下降较为显著。室内试验及工程应用结果表明,温拌再生SMA改性沥青混合料可用于表面层,废旧SMA沥青路面材料高效再生技术是可行的,其经济效益和社会效益显著。

橡胶沥青胶结料的老化与再生研究

采用热氧老化的方法研究了老化对橡胶沥青胶结料粘弹性的影响规律,并通过添加再生剂对其软化点、针入度和延度等性能进行恢复。实验结果表明,老化后基质沥青和橡胶沥青的软化点升高、针入度变小、延度降低;老化过程中,基质沥青软化点和针入度的衰减率均大于橡胶沥青,但延度的衰减率则小于橡胶沥青;再生剂能够恢复橡胶沥青性能,但和原样沥青相比,软化点和延度有所降低,针入度则略有增加;延度的再生恢复效率最高,其次是针入度和软化点。

不同部位轮胎胶粉的深度再生及其改性沥青研究

对废旧轮胎不同部位的胶粉进行深度再生并用其改性沥青,分析了不同部位胶粉的组成及其再生行为,研究了不同部位再生胶改性沥青的剪切黏度、高低温性能以及常规性能。结果表明,不同部位轮胎胶粉的再生程度以及制得的改性沥青的性能不同,胎面再生胶在沥青中的溶解性较好,胎侧再生胶改性沥青具有相对优异的综合性能。

RAP添加改性乳化沥青就地冷再生的应用

用旧沥青混合料(RAP)添加节能环保型改性乳化沥青.使用进口专业设备,进行就地路面冷再生施工工艺,通过大量室内与现场试验、检测分析,应用效果良好,能够满足沥青路面再生应用技术相关规范的要求,值得推广应用。